加工中工件表面材料微观硬度计量分析仪器
加工中工件表面材料还要经历加热和冷却，由于加热和冷却时
间极短，升温和降温速度极快，会使材料受到额外的温度应力。在
多种应力的综合作用下，可能使材料某点发生断裂。凡经历加热的
钢质工件，由于表面温度升高，金属组织也会发生相变，如表面层
产生回火或者过度回火，冷却时又会产生重新淬火现象。由于加热
和冷却速度极快，因此仅能影响到较薄的表层，有时也会出现表层
为淬火层而次表层为回火层的现象，结果使表面硬度降低或过分增
高，甚至产生微观裂纹。
较后，如果切削速度过低，往往使加工表面产生硬化和残余压
应力。已加工表面的硬度总是稍高于母体材料的硬度，这是因为材
料经过第一次塑性变形后，当再次受到外力作用时会产生更高的抵
抗塑性变形的能力。残余应力是指引起应力的外因消除后，仍然残
留在工件内部的应力。由于不存在外力作用，所以工件内的残余应
力必然相互平衡。按相互作用范围不同，残余应力可分为宏观应力
和微观应力。微观应力是产生于晶体内部并相互平衡的应力，它对
材料的物理性能有影响。宏观应力则是在较大范围内产生的相互平
衡的应力，它会引起工件的翘曲、歪扭等变形。
精加工时，常以表面粗糙度、冷作硬化、残余应力等指标来衡
量切削加工表面质量，其中关于表面粗糙度的研究成果较多。
以工件材料微观硬度差异为主要干扰因素，建立了车削动态
物理仿真系统，针对具体零件的物理仿真过程给出了表面质量的预
测结果。赵学智等M叫为提高表面质量，进行了导电加热切削试验
，结果表明存在一个较佳的加热电流值可获得较佳加工表面质量，
原因是通过加热电流的变化可保持较佳的切削温度。
在加工硬化及残余应力研究方面，受到试验手段及条件等因素
的限制，文献资料相对较少。从工件表面形貌、加工硬化和残余应
力等方面研究复合材料的切削加工，发现增强体特征、分布及刀具
是影响工件表面形貌的主要因素。对于长纤维增强的复合材料，加
工表面既有突出的纤维也有因失去纤维而留下的凹槽和孔洞，缺陷
类型和分布与加工方向密切相关；对短纤维或晶须增强的复合材料
，加工中更多增强体被拔出；对于颗粒增强复合材料，加工表面存
在凹坑、碎颗粒、犁沟、基体涂抹等多种缺陷，增强颗粒大小对复
合材料表面形貌影响显著。当切削速度增加时，切削区在短时间内
会产生大量热量，同时由于切削热向切屑和刀具内部传递需要一定
时间而不易散发，大量聚集在切屑底部，导致加工表面硬化，而且
进给量增加也会使硬化层深度增加。用金刚石刀具对铝铜合金进行
镜面切削试验，通过研究材料状况、加工条件与加工质量间的关系
，发现工件状态是影响表面特性的重要因素，在镜面切削前，施加
稳定化处理，有利于提高工件表面质量；金刚石刀具背吃刀量越大
，表面残余应力越大；镜面加工以后，工件材料表面的晶体间产生
了滑移带，且产生了表面压应力，使表面显微硬度增加
